10.1.4.3. Усилители для окна 1550 нм

Таким усилителем является оптический усилитель на ОВ, легированном эрбием ОУЛЭ (EDFA). Этот тип усилителя использует кварцевое стекло в качестве материала для легирования эрбием. Ионы эрбия имеют пики поглощения в окрестности длин волн 532, 660, 808, 980 и 1480 нм [201]. Из этого следует, что источником накачки могут служить известные типы лазеров с длинами волн 797/800, 980 и 1480 нм. Из них, согласно [191], лазеры на 800 и 980 нм соответствуют трехуровне­вой модели взаимодействия, а на 1480 нм - двухуровневой модели, причем эффективность исполь­зования лазера на 800 нм оказывается значительно ниже, чем на 980 нм.

Лазеры на 980 нм используются достаточно широко, учитывая их возможность благодаря трехуровневой модели взаимодействия реализовать очень низкий уровень шумов (порядка 3-5 дБ). Однако лазеры на 1480 нм, хотя и являются менее эффективными (70% по сравнению с эффектив­ностью лазеров на 980 нм), считаются более предпочтительными (как более надежные), позво­ляющими вместе с тем реализовать достаточно низкий уровень шума (порядка 5 дБ).

При использовании иттербия в качестве дополнительного легирующего элемента для ОУЛЭ можно воспользоваться лазерными диодами накачки, работающими на длине волны 1053 нм (так называемые DPSS-лазеры). Их использование позволяет получить более мощный источ­ник накачки, что повышает усиление или увеличивает срок службы при меньших фактически ис­пользуемых мощностях.

Усилители, согласно [191], легко по­зволяют реализовать коэффициент усиления порядка 30-40 дБм, однако в [201] даются более приземленные цифры для однокас-кадного ОУ - 18-24 дБм. Фактически же АВХ EDFA с неравномерностью ±10 дБ практически перекрывает полосу 1520-1570 нм, имеет максимум усиления (40 дБм при Р_вх= -30 дБм) на длине волны 1532 нм и пла­то (усиление 30 дБм) в интервале 1540-1550 нм [202, 235], см. рис. 10-6. При этом могут быть обеспечены мощности насыщения по­рядка 500 мВт.

Сам факт такой большой широко-полосности (порядка 50 нм) потенциаль­но позволяет применять их в системах с HDWDM, однако для этого усиление должно быть выравнено, по крайней мере в стандартном диапазоне систем WDM 1530-1565 нм Для получения такой пло­ской характеристики используются раз­личные выравнивающие фильтры, сни­жающие общее усиление до 16-18 дБм при использовании одного лазера накач­ки и до 19-22 дБм при двух лазерах на­качки [202] в зависимости от требуемой неравномерности (которая может дости­гать 0,1-2 дБ) и перекрываемого диапазо­на длин волн.

Другими важными особенностями EDFA являются: низкая чувствитель­ность к изменению поляризации сигнала, а также практически полное отсутствие переходных помех на выходе усилителя, вызванных откликами системы на после­довательность импульсов входного сиг­нала. Ориентировочные значения пара­метров ОУ EDFA также приведены в табл. 10-1.

Рис. 10-6. Амплитудно-волновая характе­ристика EDFA:

а) зависимость выходной мощности от уровня входного сигнала;

б) АВХ УСИ при отсутствии входного сигнала;

в) АВХ при одной несущей с уровнем -6 дБм;

г) АВХ при многоканальном входном сигнале.